JP2013022266A - ゴルフスイングの計測システム及び計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴルフスイング時のシャフトのねじれを正確に計測することができる、ゴルフスイングの計測システム及び計測方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る計測システム１は、ゴルファにより使用される、所定のパターン１７を付したゴルフクラブ５と、ゴルファ４によるゴルフクラブ５を使用したゴルフスイングを撮像する、少なくとも２台のカメラ２Ａおよび２Ｂと、所定のパターン１７を認識するパターン認識部１１、認識された所定のパターン１７の位置情報を取得する位置情報取得部１２、及び、取得された位置情報の経時変化に基づいて、シャフトのねじれを算出するシャフトねじれ算出部１３、を有する計測装置３と、を備える、ことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ゴルフスイングの計測システム及び計測方法に関するものである。

ゴルフクラブの開発では、様々なタイプのゴルファによるゴルフスイングが計測され、データとして蓄積されている。ゴルファによるゴルフスイングを計測することで、様々なタイプのゴルファに適したゴルフクラブの開発を支援し、また、各タイプのゴルファが適切なゴルフクラブを選択することを支援できる。

ゴルファによるゴルフスイング中には、ゴルフクラブのヘッドの重みや、ゴルフクラブにゴルファから加えられる力に応じて、ゴルフクラブのシャフトが変形する。シャフトは、しなるように変形したり、ねじれるように変形したりする。これらの変形は、ゴルファが望ましいゴルフスイングを実現する上で非常に大きな影響を及ぼすと考えられている。したがって、ゴルファがゴルフクラブを選択する際には、各タイプのゴルファに適したしなりやねじれを生じるゴルフクラブを選択することが重要である。

一般に、ゴルフクラブのシャフトのねじれは、ゴルフクラブの製品試験で計測されるトルク値で表現される。トルク値とは、シャフトのねじれの程度を数値化した値であり、トルク値が高いほどねじれ易く、トルク値が低いほどねじれ難い。一般に、トルク値の測定は、専用の測定器に測定対象とするゴルフクラブを固定し、ゴルフクラブのシャフトのねじれ方向（シャフトの長軸を中心とした周方向）に所定量の負荷をかけることで計測される。よって、トルク値は、ゴルファが実際にゴルフクラブをスイングした際にシャフトに生じるねじれを計測した値ではない。

ゴルフスイング中のゴルフクラブには、ゴルファによって加えられるねじれ方向の力や慣性モーメント等、上述したようなトルク値の計測では考慮され得ない様々な力が加わる。このような様々な力が加わった結果として生じたねじれが、実際のゴルフスイングに非常に大きな影響を及ぼすため、トルク値ではなく、実際のゴルフスイング中にゴルフクラブのシャフトに生じるねじれを考慮して、ゴルフクラブを開発し、選択することが必要である。

そこで、従来、ゴルファのゴルフスイング動作を計測するための様々な方法が研究されてきた（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、少なくとも２つのシャフト軸線用マーク（以下、マーカー）が取り付けられると共に、シャフトから直交方向に突設された突出軸にシャフト回転用マーカーが取り付けられたシャフトを有するゴルフクラブを用いてゴルファのゴルフスイングが計測される。

また、実際のスポーツシーンにおける、回転挙動を計測する方法が研究されてきた（例えば、特許文献２参照）。この方法では、野球の投球シーン画像を解析して、ボールを抽出し、ボールの特徴点を連続する画像上で追跡し、その結果に基づいてボールの回転軸及び回転角を算出する。これにより、実際の投球シーン画像から投球の状態を把握することが可能になる。

特開２００５−２１８７８３号公報 小関、他７名「野球のピッチングにおけるボールの画像解析」、日本機械学会シンポジウム講演論文集、日本機械学会、2007年、No.07-24、p.91-96

しかしながら、特許文献１に示されているような、シャフトから直交方向に突設された突出軸にシャフト回転用マーカーが取り付けられたシャフトを有するゴルフクラブを用いると、空気抵抗や突出軸の存在により、ゴルファは通常通りのゴルフスイングを行うことができない。よって、ゴルファによる通常通りのゴルフスイングを計測することができない。

さらに、特許文献２に示されているような、ボールの特徴点を追跡して回転する方法を用いたとしても、ゴルフスイング時のゴルフクラブのねじれを正確に計測することはできない。このように、従来の計測方法ではゴルフスイング時のシャフトのねじれを正確に計測することができなかった。

そこで、本発明は、特に、ゴルフスイング時のシャフトのねじれを正確に計測することができる、ゴルフスイングの計測システム及び計測方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によるゴルフスイングの計測システムは、ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフスイングを計測する計測システムであって、前記ゴルファにより使用される、所定のパターンを付したゴルフクラブと、前記ゴルファによる前記ゴルフクラブを使用したゴルフスイングを撮像する、少なくとも２台のカメラと、前記所定のパターンを認識するパターン認識部、前記認識された前記所定のパターンの位置情報を取得する位置情報取得部、及び、取得された前記位置情報の経時変化に基づいて、前記シャフトのねじれを算出するシャフトねじれ算出部、を有する計測装置と、を備える、ことを特徴とするものである。

また、本発明によるゴルフスイングの計測システムにおいて、前記所定のパターンは、幾何学的模様又は文字列であることを特徴とするものである。

また、本発明によるゴルフスイングの計測方法において、前記位置情報取得部は、位置情報として、前記所定のパターンの３次元座標情報を取得し、前記シャフトねじれ算出部は、前記３次元座標に基づいて前記シャフトのねじれを算出することを特徴とするものである。

上記目的を達成するため、本発明によるゴルフスイングの計測方法は、ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフスイングを計測する計測方法であって、前記ゴルフクラブのシャフトに付された所定のパターンを認識するステップと、前記認識された前記所定のパターンの位置情報を取得するステップと、取得された前記位置情報の経時変化に基づいて、前記シャフトのねじれを算出するステップと、を含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、ゴルフスイング時のシャフトのねじれを正確に計測することができる。

本発明の一実施の形態に係るゴルフスイングの計測システムの概略図である。 本実施の形態に係るゴルフスイングの計測システムに備えられた計測装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 本実施の形態に係るゴルフスイングの計測システムで使用する、パターンを有するゴルフクラブの一例を示す図である。 本実施の形態に係るゴルフスイングの計測方法を説明するフローチャートである。

以下、本発明による一実施形態のゴルフスイングの計測システム及び計測方法について図面を参照して説明する。図１は、本発明による一実施形態のゴルフスイングの計測システムの概略図である。図１に示すゴルフスイングの計測システム１は、ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフスイングの画像（映像）を取得するための撮像装置である第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂと、取得した画像から、ゴルフスイング時のゴルフクラブのシャフトのねじれを計測するための計測装置３とを備える。計測システム１は、後述するようにゴルフクラブ５に付されたパターンの３次元座標を取得するために、少なくとも２台のカメラである第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂを備える。なお、計測システム１は、様々なゴルファのゴルフスイングを様々な場所で計測するために持ち運び可能である。

第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂは、例えば、高速度ビデオカメラであり、動きの多い映像を高感度で撮影することが可能である。第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂは、被験者（ゴルファ）４によるゴルフクラブ５を使用したゴルフスイングを撮像する。ゴルフクラブ５には、図３を参照して後述するパターンが付されている。第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂは、ゴルフスイング軌跡を３次元計測するための映像を取得できるように、所定間隔離間して配置されうる。好ましくは、これらの第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂにより、ゴルフスイングの映像を取得した後に、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂの間の相対的な位置関係を容易に算出可能として、ゴルフスイング軌跡の３次元計測が容易になるように、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂの間隔は固定する。

また、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂは、被験者４によるゴルフスイングを撮像するために、被験者４が使用するゴルフクラブのゴルフクラブ５が、ゴルフスイング中の各状態（バックスイング、ダウンスイング、フォロースルー）で撮像できるように、被験者４から適宜離間して配置される。ここで、上述のように、好ましくは、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂの間の間隔は固定されているため、被験者の身長や体格等に応じて第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂと、被験者４との間隔を適宜調整したとしても、計測結果を同一空間で比較することができる。これは、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂの間の間隔が固定されているため、視差が一定であり、カメラ座標系から世界座標系への変換が容易となるからである。

図１では、被験者４が打撃を行うゴルフボールの中心位置（以下、「ゴルフボール位置」という）を原点とする３次元座標を想定する。明確のため、ｘｙｚ軸は、被験者４からは離間して図示する。原点を通り、水平方向（ｘ軸）に対して垂直な、トゥダウン方向の軸をｚ軸とする。本願明細書中、トゥダウン方向とは鉛直方向を云う。さらに、原点を通り、ｘ軸及びｚ軸に対して垂直な方向の軸をｙ軸とする。ｙ軸方向は、ゴルフスイングによりゴルフボールを打ち出す方向に略対応するため、打ち出し方向とも称する。

図２は、計測装置３の概略構成を示す機能ブロック図である。計測装置３は、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂから、インタフェース（Ｉ／Ｆ）６Ａ及び６Ｂを介してゴルフスイングの映像を取得し、演算を行う演算部７と、計測装置３全体を制御する制御部８とを備える。計測装置３は、演算部７による演算結果等を表示する表示装置９、及び演算部７による演算結果を格納するデータベース１０をさらに備える。計測装置３の演算部７は、パターン認識部１１、位置情報取得部１２、及び、シャフトねじれ算出部１３を備える。

パターン認識部１１は、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂから取得された映像データから抽出した任意の数のフレームについて、ゴルフクラブ５に付されたパターンを認識する。位置情報取得部１２は、パターン認識部１１により認識された、パターンの位置情報を取得する。本実施形態では、位置情報取得部１２は、三角測量法などの一般的な方法で、パターンの３次元座標を取得する。上述したように、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂの間隔は一定に保たれているため、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂと、ゴルフスイングを行う被験者４との間隔が、計測システム１を移動したことにより変化した場合であっても、カメラ座標系から世界座標系への変換が容易になる。シャフトねじれ算出部１３は、位置情報取得部１２によって取得されたパターンの位置情報の経時変化に基づいて、シャフトのねじれを算出する。

図３は、図１に示す計測システムで使用するパターンを有するゴルフクラブの一例を示す図である。ゴルフクラブ５は、ゴルファ４が普段から使用しているゴルフクラブであり、グリップ１４、ヘッド１５、及びシャフト１６を備える。シャフト１６は、拡大図示したようなパターン１７を有する。なお、図示したようなパターン１７は一例に過ぎず、例えば、文字列や、その他の画像上で認識が容易なパターンであれば適用可能である。パターン１７は背景色との区別が容易なように、反射テープや、反射性の塗料などにより付すことができる。したがって、ゴルフスイングを撮影する際には、パターン１７についての鮮明な映像を取得することが可能になる。このように、パターンが直接付されたゴルフクラブを用いることで、被験者であるゴルファ４は通常通りのゴルフスイングを行うことができるので、ゴルファ４による通常のゴルフスイングを計測することができる。

図４は、本実施の形態によるゴルフスイングの計測方法を説明するためのフローチャートである。図２に示した制御部８は、インタフェース（Ｉ／Ｆ）６Ａ及び６Ｂを介して、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂから取得した映像を、記憶部（図示せず）等に格納するように制御する（ステップＳ０１）。

次に、制御部８は、演算部７のパターン認識部１１を制御して、パターン１７を認識させる（ステップＳ０２）。ここで、制御部８は、ステップＳ０１にて記憶部（図示せず）に格納された映像に含まれる各画像（フレーム）を任意で抽出して、抽出した各フレームについてパターン１７を認識するように、演算部７のパターン認識部１１を制御する。

その後、制御部８は、演算部７の位置情報取得部１２を制御して、ステップＳ０２にてパターン認識部１１によって認識されたパターン１７の位置情報を取得する（ステップＳ０３）。ここで、制御部８は、ステップＳ０２にてパターン１７が認識された全てのフレームについて、パターン１７の位置情報の取得を繰り返すように演算部７の位置情報取得部１２を制御する。

そして、制御部８は、演算部７のシャフトねじれ算出部１３を制御して、ステップＳ０３にて位置情報取得部１２によって取得された、パターン１７の位置情報の経時変化に基づいて、シャフト変形を算出する（ステップＳ０４）。さらに、シャフトねじれ算出部１３は、パターン１７の位置情報の経時変化を分析することで、ゴルフクラブのゴルフクラブ５がどのような状態（バックスイング、ダウンスイング、フォロースルー、及びインパクト）にあるときに、ゴルフクラブ５がどのようにねじれるかを定量的に評価することもできる。さらに、シャフトねじれ算出部１３は、データベース１０に、算出した、シャフトねじれに関するデータを格納する。

このように、本実施形態によるゴルフスイングの測定システム及び測定方法によれば、ゴルフスイング時のシャフトねじれを定量的に計測することができ、計測したシャフトの変形に基づいて、各ゴルファに適したシャフト又はゴルフクラブの開発に役立てることができるようになる。

本発明の一実施形態について説明したが、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、上記実施形態においては、測定システム１において、第１カメラ２Ａ及び第２カメラ２Ｂを用いてステレオ撮影を行うこととして説明したが、カメラの台数は２台に限られず、例えば、１台のカメラを用いて撮影した映像に基づいて、シャフトの変形を算出することも可能である。この場合、測定システム１は、シャフトのねじれ量を簡易に、定性的に評価することができる。

１ 計測システム
２Ａ、２Ｂ カメラ
３ 計測装置
４ 被験者
５ ゴルフクラブ
６ インタフェース（Ｉ／Ｆ）
７ 演算部
８ 制御部
９ 表示部
１０ データベース
１１ パターン認識部
１２ 位置情報取得部
１３ シャフトねじれ算出部
１４ グリップ
１５ ヘッド
１６ シャフト
１７ パターン

Claims (4)

1. ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフスイングを計測する計測システムであって、
   前記ゴルファにより使用される、所定のパターンを付したゴルフクラブと、
   前記ゴルファによる前記ゴルフクラブを使用したゴルフスイングを撮像する、少なくとも２台のカメラと、
   前記所定のパターンを認識するパターン認識部、前記認識された前記所定のパターンの位置情報を取得する位置情報取得部、及び、取得された前記位置情報の経時変化に基づいて前記シャフトのねじれを算出するシャフトねじれ算出部、を有する計測装置と、
   を備える、ことを特徴とするゴルフスイングの計測システム。
2. 前記所定のパターンは、幾何学的模様又は文字列であることを特徴とする、請求項１に記載のゴルフスイングの計測システム。
3. 前記位置情報取得部は、位置情報として、前記所定のパターンの３次元座標情報を取得し、前記シャフトねじれ算出部は、前記３次元座標に基づいて前記シャフトのねじれを算出することを特徴とする、請求項１〜２のいずれか一項に記載のゴルフスイングの計測システム。
4. ゴルファがゴルフクラブによりゴルフボールを打撃するときのゴルフスイングを計測する計測方法であって、
   前記ゴルフクラブのシャフトに付された所定のパターンを認識するステップと、
   前記認識された前記所定のパターンの位置情報を取得するステップと、
   取得された前記位置情報の経時変化に基づいて前記シャフトのねじれを算出するステップと、
   を含むゴルフスイングの計測方法。

Images